高速公路沥青路面预防性养护管理策略研究

张 澄

（江苏宁沪高速公路股份有限公司，江苏 无锡 214000）

1 高速公路概况

本次研究的高速公路工程项目是国家G5公路的组成部分，也是连接周边城市、保证各地紧急网络的关键道路，根据现场勘查，该公路为双向全封闭式道路，道路的设计时速为80km/h。

为了能更直观地了解公路路面的病害，施工方采取实地考察的方式，对此高速公路的路面病害进行现场调查[1]。根据调查结果发现试点工程中出现的主要病害属于修复型病害，但是也有少量的裂纹型病害。对修补型病害的构成比例进行分析，相关内容如图1、图2所示。

图1 高速公路中病害的分布情况（上行方向）

图2 高速公路中病害的分布情况（下行方向）

2 高速公路沥青路面预防性养护管理策略

2.1 高速公路沥青路面使用性能计算

在对高速公路沥青路面进行预防性养护管理前，对其使用性能进行评价，分别从破损程度、平整度、路面结构强度和路面抗滑性能4个方面进行评价。对于不同的使用性能指标来说，其检查的频率随着公路的不同设计等级变化而有所改变。不同公路等级沥青路面性能的调查频率见表1。

表1 不同公路等级沥青路面性能的调查频率

针对上述案例，对抗滑和强度指标采取1次/1～3年调查频率，对破损和平整度采取1次/1年调查频率。结合高速公路破损发生的原理、破损外在表现等对路面破损进行分析。将破损种类分为裂缝、松散、变形和其他。将高速公路沥青路面的综合破损率作为性能指标[2]。高速公路沥青路面状况评价指标的计算如公式（1）所示。

式中：DR为高速公路沥青路面状况评价指标，即路面破损率；D为需要进行养护段内折合路面破损面积；A为养护段总面积；Dij为破坏类型为i，严重程度为j的实际破损面积；Kij为破坏类型为i，严重程度为j的换算系数。结合公式（1）得到路面破损率，按照公式（2）完成路面破损情况指数PCI计算。

式中：PCI的取值在0～100，如果PCI值越大，就说明高速公路沥青路面的情况越理想；如果PCI的值越小，就说明高速公路沥青路面的情况越不理想。

2.2 预防性养护管理评价体系构建

在遵循目标性、全面性、独立性等原则的基础上，构建预防性养护管理评价体系。对现有常用的指标体系进行优化，增加体系中原本没有的指标，例如RD、RDI值等车辙指标[3]。RDI值可以通过公式（3）计算。

式中：RDI为车辙指标；RD为车辙的深度；RDα为车 辙深度参数；RDb为车辙深度上限数值；α0为模型参数。在对原有评价体系进行优化后，评价体系某些方面发生改变，具体变化如图3所示。

图3 预防性养护管理评价体系

对性能进行评价是权重模型中重要的组成部分，其体系会随着指标的不同而得到不同的结果[4]。根据该文高速公路沥青路面预防性养护管理的需要，优化后的综合性能评价如公式（4）所示。

式中：PQI为综合性能评价指标；wPCI为当量破损面积在PQI中的重要度；wRQT为行驶质量在PQI中的重要度。wRID为车辙指数在PQI中的重要度；wSRI为横向力系数在PQI中的重要度；wPSSI为回弹弯沉值在PQI中的重要度。高速公路沥青路面预防性养护质量和性能评价需要考虑高速公路的实际情况，不同指标权重体现了不同评价方式和评价结果[5]。结合当前公路养护规范，该文在原有体系中增加了对车辙的评价指标，得到综合性能评价指标体系，见表2。

表2 综合性能评价指标体系

2.3 构建预防性养护联动机制

一般情况下，高速公路沥青路面预防性养护部门已经积累了相当丰富的养护经验。在此基础上构建预防性养护联动机制能够极大程度地发挥养护部门的技术积累和实践经验。在构建预防性养护联动机制的过程中，首先，养护部门需要联合项目管理方和业主方，构建具有统一性和协调性的管理体系。当进行预防性养护管理实践时，由该体系进行统筹规划和统一实施。对相关方、配套人员以及物资等进行统一调配，促进预防性养护工作的资源配置，提升协调水平。其次，应探索预防性养护联动机制在预防性养护项目试点、实践和招投标管理方面的作用。以预防性养护工程作为参照，将其在我国高速公路系统内推广应用。同时，高速公路预防性养护联动机制也可以得到相关各方的支持，将项目招标、项目协调以及项目实施等各环节都纳入预防性养护联动机制的影响范围内，从而在更大的范围内调集更多的人力、物力，迅速提升整个高速公路的预防维护水平。

在前期养护单位的巡检工作中，前期养护单位在进行公路养护管理的过程中，应整理路面资料。首先，要按照道路维护的需求开展巡查工作，并制定巡查的数量和统计工作。一般来说，1次/d，一周为一个工作周期，采用平均法计算，然后上报每月的工作进度，由基层单位上报，养护管理部汇总，在移交的过程中进行数据交接。在施工前，必须对图纸进行会审，并对高速公路的养护方案提出相应的改进措施。在施工过程中，监理单位要进行监督，只有这样才能发现施工中的问题，并进行纠正。

为保证全路的正常运行，确保路面条件优良，必须做好日常养护工作。尽管目前高速公路已开始进行预防维修，但是仍无法完全防止路面病害发生。为此，有必要采用专项养护与预防养护相结合的养护模式，以提高高速公路的使用寿命与服务品质。专项工程维修是在不影响交通的情况下，对高速公路进行的维修和加固工作，与常规的维修工作相比，专项维修不是日常的、频繁的，但是可以根据路面状态和质量的变化，有针对性地进行维修施工。在进行常规养护工作的同时，对高速公路也要进行预防性养护工作，这样才能使养护工作更好地延缓公路的老化，从而维持公路的使用性能。在较高层次的组织和管理支撑下，可以根据实际情况，灵活地进行预防性维修和专项维修，从而提高公路路面维修的整体水平。

3 养护管理实施效果与效益分析

3.1 养护管理实施效果

完成养护后，将上文计算得到的PQI作为检验养护管理后，沥青路面质量的关键指标。根据上文分析内容可知，PQI由若干个指标构成，以PCI为例，进行指标细分，如图4所示。

图4 PQI中PCI指标细分

按照上述方式对PQI中的其他指标进行细分，掌握不同指标在评价中的调查内容，明确影响高速公路质量、性能的因素，对路面改进前、改进后的各项指标评价结果与对应的优良等级进行分析，具体内容见表3。

表3 路面改进前、改进后的各项指标评价结果与对应的优良等级分析

根据上述结果可知，路面改进前对应各项指标评价等级为“中等”，路面改进后对应的优良等级为“优等”，说明提出的养护管理措施可以在应用中起到提高路面质量等级的作用。

3.2 经济效益与社会效益分析

从经济效益方面，分析养护管理措施应用的效果。改进预防性养护技术不仅可以为公路养护管理提供丰富的施工经验，而且可以提高工程施工方的经济效益。同时，加强公路预防性养护，也将进一步推动我国公路养护技术的全面发展。综合对该方法的分析可知，提出的养护管理策略能降低公路养护过程中出现大面积病害的概率，有利于节省公路的养护和管理费用。目前，我国的高速公路正在飞速发展，很多路段将面临维修、大修等问题，因此对其进行预防性维修显得尤为重要。从国际的高速公路养护实践来看，不管是发达国家还是发展中国家的道路建设，对应的养护施工都是一项巨大的投资，如果在高速公路正常运行期内，选择适当的时间对其进行3～4次预防性养护，可以明显地提高沥青路面的通行能力，使其使用寿命达到15年以上，并且可以将总体维护成本降至原来维护方式的一半。因此，对高速公路上的沥青路面进行预防性养护，具有十分显著的经济效益。除了上文提出的经济效益，进行预防性养护等相关工作还能为工程方带来巨大的社会效益：1）预防性养护管理计划，不仅能够保证道路交通状况较好，还能够确保道路的畅通，改善区域的投资环境，加强区域间的经济往来。2）有利于改善道路网络结构，保障道路网络安全运行，对于提高道路网络的稳定性起到了很大的作用，有效地防止道路网络的故障和失误，有利于提高道路网络的正常运行能力。综上所述，预防性养护管理，无论是对经济效益还是社会效益，都具有显著效果。

4 结语

交通对于一国的发展来说，具有不可代替的作用，在已建成的公路上，每天都有大量的货物运输、经济来往等。目前，市场内各种交通运输基础设施的数量和建设层次不断提升，尤其是高速公路业更是在市场发展过程中得到了崭新的机遇。随着高速公路建设总里程数的不断增长，公路网也日益健全，不仅为人民群体生活提供了便利，也对各地的经济发展、建设起到了一定支撑。为发挥预防性养护在公路中更高的价值与效能，该文进行了此次研究，希望通过该研究，能够在真正意义上提高高速公路工程的使用年限，带动城市的对外交往，提高地区的经济发展水平。